【公開課】牛頓運動定律的應用+課件+-2024-2025學年高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊+

5.

牛頓運動定律的應用人教版（2019）物理（必修第一冊）第四章

運動和力的關系目錄素養(yǎng)目標01課程導入02新課講解03總結歸納04課堂練習05正確教育素養(yǎng)目標1.掌握用牛頓運動定律解決兩類問題

2.理解加速度是解決動力學問題的橋梁3.掌握解決動力學問題的基本思路和方法

為了盡量縮短停車時間，旅客按照站臺上標注的車門位置候車。列車進站時總能準確地?？吭趯囬T的位置。讓力與運動的關系在生活中完美呈現(xiàn)。這是如何做到的呢？視頻演示：地鐵進站牛頓第二定律確定了運動和力的關系，使我們能夠把物體的運動情況與受力情況聯(lián)系起來。因此，它在許多基礎科學和工程技術中都有廣泛的應用。中學物理中我們只研究一些簡單的實例。F合＝ma橋梁v＝v0＋at

重力彈力摩擦力（1）已知物體的受力情況，確定物體的運動情況（2）已知物體的運動情況，確定物體的受力情況物體的受力情況及其分析動力學的第一類基本問題牛頓第二定律運動學公式物體的運動狀態(tài)及其變化動力學的第二類基本問題加速度

a動力學的兩類基本問題正確教育從受力確定運動情況

如果已知物體的受力情況，可以由牛頓第二定律求出物體的加速度，再通過運動學的規(guī)律確定物體的運動情況。處理這類問題的基本思路是：先分析物體受力情況求合力，根據牛頓第二定律求加速度，再用運動學公式求所求量。已知物體的受力情況，確定物體的運動情況勻變速直線運動F=ma受力情況因重力彈力摩擦力已知外力運動情況果速度時間位移觀察圖片，思考討論。

將質量為m的冰壺沿冰面以速度v0投出，如何求解它能滑行的距離？問題1：如圖所示，以一定速度v0將冰壺沿冰面投出，冰壺滑行時受什么力？提示：重力、支持力和冰面對它的摩擦力。問題2：冰壺滑行時速度不斷變小，如何求加速度？冰壺受到的合力等于摩擦力分析冰壺的受力情況，得到冰壺所受的合力，再根據牛頓第二定律即可求得冰壺滑行時的加速度。提示：F合＝f＝μmga＝μg（方向與運動方向相反）問題3：如何求冰壺滑行的距離？提示：已知冰壺的初速度、末速度、滑行過程中的加速度，根據運動學公式v2－v02＝2ax，即可求得冰壺滑行的距離。從受力確定運動情況的一般求解步驟確定研究對象進行受力分析，畫出受力示意圖求出合外力根據F=ma，求出加速度選擇運動學公式求x、v0、v、t等運動學量【例題1】運動員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠處的某個位置。按比賽規(guī)則，投擲冰壺運動員的隊友，可以用毛刷在冰壺滑行前方來回摩擦冰面，減小冰面的動摩擦因數以調節(jié)冰壺的運動。（1）運動員以3.4m/s的速度投擲冰壺，若冰壺和冰面的動摩擦因數為0.02，冰壺能在冰面上滑行多遠？g取10m/s2

。（2）若運動員仍以3.4m/s的速度將冰壺投出，其隊友在冰壺自由滑行10m后開始在其滑行前方摩擦冰面，冰壺和冰面的動摩擦因數變?yōu)樵瓉淼?0%，冰壺多滑行了多少距離？①本題中的研究對象是誰？②研究對象受多少個力的作用？畫出正確的受力分析示意圖。研究對象運動情況是怎樣的？畫出運動過程的示意簡圖。③分析已知條件，應該如何求加速度？④如何確定研究對象最終的運動情況？問題討論

分析受力情況求合力牛頓第二定律求加速度運動學公式求位移FNGFfGFN

正確教育從運動情況確定受力

已知物體的運動情況，根據運動學公式求出物體的加速度，再根據牛頓第二定律求出物體所受的合外力，進而知道物體受到其他力的情況．

處理這類問題的基本思路是：先分析物體的運動情況，根據運動學公式求加速度，再在分析物體受力情況的基礎上，用牛頓第二定律列方程求所求量(力)。已知物體的運動情況，確定物體的受力情況處理這類問題的基本思路是：先分析物體受力情況求合力，根據牛頓第二定律求加速度，再用運動學公式求所求量。勻變速直線運動F=ma運動情況果速度時間位移受力情況因重力彈力摩擦力已知外力問題1：若已知滑雪運動員以初速度v0在

t時間內沿傾斜的直線滑道勻加速下滑的距離為x，那么如何求運動員的加速度？已知物體的運動情況，確定物體的受力情況提示：根據運動學公式

求解已知物體的運動情況，確定物體的受力情況問題2：已知滑雪者的質量為m，怎樣求滑雪者受到的合力？

提示：根據受力分析，沿山坡方向有mgsinθ－f＝F合，可求得阻力f。問題3：已知山坡的傾角為θ，如何求解滑雪者受到的阻力(包括摩擦力和空氣阻力)?提示：根據牛頓第二定律F合＝ma，求得滑雪者受到的合力。已知物體的運動情況，確定物體的受力情況確定研究對象畫出運動過程示意圖分析運動情況求出加速度根據F=ma進行受力分析，畫出受力示意圖選擇運動學公式求出受力情況【例題2】如圖，一位滑雪者，人與裝備的總質量為75kg，以2m/s的初速度沿山坡勻加速直線滑下，山坡傾角為30°，在5s的時間內滑下的路程為60m。求滑雪者對雪面的壓力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力），g取10m/s2?！窘馕觥恳曰┱邽檠芯繉ο?，建立如圖所示的直角坐標系，滑雪者沿山坡向下做勻加速直線運動。根據勻變速直線運動規(guī)律，有其中v0＝2m/s，t＝5s，x＝60m，則有根據牛頓第二定律，有y方向x方向FN－mgcosθ＝0mgsinθ－Ff＝maa=?x=60m；t=5s;v0

=2

m/s得FN＝mgcosθFf＝m（gsinθ－a）其中，m＝75kg，θ＝30°，則有Ff＝75N，F(xiàn)N＝650N

根據牛頓第三定律，滑雪者對雪面的壓力大小等于雪面對滑雪者的支持力大小，為650N，方向垂直斜面向下?；┱呤艿降淖枇Υ笮?5N，方向沿山坡向上。

(多選)如圖所示，質量為m＝1kg的物體與水平地面之間的動摩擦因數為0.3，當物體運動的速度為v0＝10m/s時，給物體施加一個與速度方向相反大小為2N的恒力F，在此恒力F作用下(g取10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(

)A．物體經10s速度減為零B．物體經2s速度減為零C．物體的速度減為零后將保持靜止D．物體的速度減為零后將向右運動經典例題BC如圖所示，質量為m＝3kg的木塊放在傾角θ＝30°的足夠長的固定斜面上，木塊可以沿斜面勻速下滑。若用沿斜面向上的力F作用于木塊上，使其由靜止開始沿斜面向上加速運動，經過t＝2s時間木塊沿斜面上滑4m的距離，則推力F的大小為(g取10m/s2)(

)A．42N

B．6NC．21N D．36N經典例題D元宵節(jié)期間人們燃放起美麗的煙火以慶祝中華民族的傳統(tǒng)節(jié)日，按照設計，某種型號的裝有煙花的禮花彈從專用炮筒中射出后，在3s末到達離地面90m的最高點時炸開，構成各種美麗的圖案。假設禮花彈從炮筒中豎直向上射出時的初速度是v0，上升過程中所受的平均阻力大小始終是自身重力的

k倍，那么

v0和

k分別等于(

)A．30m/s,1 B．30m/s,0 C．60m/s,0.5 D．60m/s,1經典例題D一、從受力確定運動情況基本思路：（1）先分析物體受力情況求合力；

（2）根據牛頓第二定律a=F/m求加速度；

（3）再用運動學公式求所求量。二、從運動情況確定受力基本思路：（1）先分析物體的運動情況；

（2）根據運動學公式求加速度；

（3）用牛頓第二定律F=ma列方程求出物體受力情況。如圖所示，輕質滑輪兩側繩子上分別系有小球A和小球B，兩球質量關系為mA=3mB。兩球從靜止開始運動，經過時間t后A、B兩個小球運動到同一水平面，此時恰好細線斷裂。此后A向下運動，B向上運動（未碰到滑輪）最后落地。不計摩擦阻力與空氣阻力，則兩小球先后落地的時間差為()A. B.t

C. D.B答案：B解析：開始時兩小球運動的加速度經過時間t時兩球的速度均為則繩子斷裂后A向下做豎直下拋運動，B做豎直上拋運動，則兩小球先后落地的時間差等于小球B從開始上拋到回到拋出點的時間即故選B。小滑塊以4.6m/s的初速度沿傾角為

的固定斜面上滑。已知滑塊與斜面間的動摩擦因數為0.4，設斜面足夠長。則滑塊上滑時的加速度大小為______m/s2，滑塊上滑過程的時間為____s。（

，

，

）9.20.5答案：9.2；0.5解析：根據牛頓第二定律可知滑塊上滑時的加速度大小為根據運動學規(guī)律可知滑塊上滑過程的時間為如圖所示，放在光滑水平面上的兩個相同的物體A和B